“怕冷”的汽車電池,如何熬過這個寒冬?

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【摘要】有辦法破解嗎?還是有的。

  金評媒JPM  ·  2020-11-26 18:27
“怕冷”的汽車電池,如何熬過這個寒冬? - 金評媒
來源: 艾迪汽車網   

來源 | 艾迪汽車(ID:AIDCAR)

根據中國氣象局專家預測,今年冬天將出現“拉尼娜”現象,會導致我國冬季溫度偏冷。

消息一出,艾迪哥的朋友圈炸了,有人表示“新買的iPhone12恐怕不只綠屏,又要黑屏了”,有人擔憂“我的Model 3第一次過冬,續航不知道能不能熬得過”……
艾迪哥懷疑自己的朋友圈都是凡爾賽文學家。
不過這種擔憂也不是無病呻吟,因為鋰電池在低溫下“劃水”,已經是普遍現象。

01

電池不抗凍,被投訴“慘”了

工業和信息化部的數據顯示,我國電動汽車成交量連續5年位居全球第一,去年電動汽車產銷量超過120萬輛。只是,在這份亮瞎眼的成績單背后,鋰電池卻被投訴“慘”了。
有數據顯示,消費者對新能源汽車投訴的質量問題主要集中在鋰電池,占比超過一半。反映的問題主要集中在四方面:
“續航能力差”“很怕冷”“充電難體驗差”“危險源”
。當中,“續航能力差”又與“很怕冷”密切相關。
去年,中國汽研測試了一批電動汽車在23°C常溫和-7°C低溫下的電池續航情況,結果發現,測試車型在低溫下的續駛里程,平均比常溫下衰減37.7%,能量消耗率
平均增加了54.5%
。說明低溫對續航和能耗的影響確實“嚴重”,也難怪會招來這么多投訴了。

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(向微信號“艾迪汽車”回復“電池報告”可以獲取完整測評報告內容)
也不怪車企不努力,因為這個問題并不好解決,原因有二:
  • 人怕冷,用電多。

冬天開車,多半會開空調制暖。制暖相比制冷會耗費更多能量,再加上空調在低溫下工作效率也會變低,讓電池耗電量激增。讓你大冬天開車不開空調,不現實。

  • 電池遇冷,變“懶惰”。

電池中的鋰離子,充電時從正極穿越電解液、隔膜到達負極,在放電時又從負極穿越回正極。

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人在冬天不愿意動彈,鋰離子在低溫下也相對不活躍,加上電解液在低溫下變得更粘稠,要讓鋰離子從正負極來回穿越,困難得就像讓人冬天早上5點從被窩里鉆出來一樣。

充電充不滿,放電又放不出來,電池長續航無從談起。

02
為破解“怕冷”宿命,企業用盡招數

在科技日新月異的時代,電動汽車低溫下的續航問題不會破解不了,只是需要時間。目前已有了一些解決方案,包括:PTC預熱、電熱膜預熱、液冷系統預熱、相變材料預熱系統、熱管預熱系統、交流預熱系統等。其中應用得最廣泛的有兩種。

  • 一是威馬的柴油駐車加熱系統,如下圖:


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原理是燃燒柴油,對管路內的液體加熱,再利用它對電池包和座艙加熱,保持電池包在恒溫狀態。這種方法好處是使用外部動力加熱,從而減少鋰電池電量消耗。網絡流傳的數據顯示,一箱柴油可供加熱使用大概20天左右。

  • 二是采用電池預加熱系統,這是更主流的做法,特斯拉、蔚來和比亞迪都用這個解決方案。


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拿特斯拉舉例,它是利用電驅系統的廢熱(如電機工作時產生的熱量)來加熱,此時低溫冷卻液會進入驅動系統進行熱交換,變成高溫冷卻液,再進入電池包對電池進行加熱。

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在特斯拉手機應用程序溫度預設界面,可以提前設置好車廂溫度數,然后車輛就會預熱。只要電池量保持在20%以上,車廂都會自動保持在這個溫度值。

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除了以上兩種解決方案,國內的電池制造商寧德時代還想出了一個辦法——低溫速熱。思路是從電池管理和電池本身入手,讓電池的電芯從內部發熱,實現電芯的自加熱效果。

寧德時代表示,這項技術能在15分鐘內,讓電池從-20°C升溫至20°C。不過寧德時代只是對外展示了這項技術在實驗室中的效果,目前還沒有進行相關產品的量產。


03
再給點時間,未來可期

無論是電池預加熱系統還是柴油駐車加熱系統,以及寧德時代的“低溫速熱”,大致都是提供熱量給鋰電池加熱,有點像熱水袋的意思,都不是從根本上改變鋰電池怕冷的“本性”。有辦法破解嗎?還是有的,比如采用固態電池。

根據“十三五”國家重點研發計劃《新能源汽車》提出的我國動力電池技術發展技術路線,汽車電池的未來發展大方向是開發固態電池。

固態電池與目前常規電池的區別,粗暴地說,就是將電池中的液態的電解液換成固態的電解質,同時電池能量密度更高,穩定性更強,因而冬季續航里程不會縮水太多。

當然,從研發到實際應用,這是一個相對漫長的過程,預計要到到2030年才能實現大規模商業化。

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中國汽研曾在測評報告中,建議車企改善電池包保溫密封、BMS、熱管理系統的協同控制能力,提高動力電池系統在低溫環境下的保溫能力和快速加熱能力。通過對電池各方面的優化,綜合性地提升電池在低溫下的續航能力。

所以,企業和研發機構都在不斷升級正極、負極、電解液、隔膜等材料,加上國家對新型技術研發的加持,汽車電池怕冷的“宿命”在未來會被改寫。

不過,在這些技術成熟之前,各位車主還是多掌握一些緩解跑電的小技巧,比如將車停在溫度較高的室內停車場,或者停在充電樁附近以便及時蓄電。


來源: 艾迪汽車網

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